Entropia, Entalpia, Energía Libre De Gibbs

Todo proceso químico, implica transferir energía, por ejemplo, cuando el hielo se funde, para eso necesita absorber cierta cantidad de calor desde el medioambiente; esta cantidad de calor, intercambiada entre el sistema y su medioambiente, medida a presión constante es la entalpía (H). Para el caso que mencioné (la fusión del hielo) este calor absorbido por el hielo para transformarse en agua líquida es la entalpía de fusión (Hf).

La entropía se refiere al grado de orden/desorden de un sistema. Es una propiedad termodinámica que se desprende del segundo principio, el cual establece que, cuando dos cuerpos, inicialmente a distinta Temperatura, se ponen en contacto el calor fluye desde el cuerpo más caliente al más frío hasta llegar al equilibrio térmico.

Ahora bien, Joule de mostró que el trabajo se puede convertir en energía, así que lo contrario también es posible. La diferencia está en que el trabajo se puede convertir al 100% en energía, pero no todo el calor es convertible totalmente en trabajo útil, siempre habrá una parte del mismo no aprovechable, que queda como energía disiparía, manteniendo un cierto nivel de temperatura del sistema. Esta parte no aprovechable como trabajo útil es la entropía (S).

Físicamente la entropía se asocia, como dijimos al desorden del sistema. Así, un estado altamente ordenado, como el sólido

contiene un nivel bajo de entropía mientras que un gas altamente desordenado tiene un nivel alto de entropía.

Según la termodinámica todos los procesos espontáneos en la naturaleza suceden con un aumento de entropía. Los procesos que disminuyen la entropía, sólo son posibles por medio de un gasto energético. Además la entropía del universo va siempre en aumento, por lo cual, si alguna parte del sistema "se ordena" es a expensas de que otra parte del mismo se desordena, mucho más, que ese orden parcial.

En química, para evaluar la espontaneidad de una reacción en ciertas condiciones se recurre al concepto de energía libre de Gibbs (G) que queda definida como:

Variación de G = Variación de H - Temp.Variación de Entropía

Esta es una expresión que contempla las dos variables termodinámicas: La energética a través de la H y la espontaneidad, a través de la Entropía

Sólo si la variación de G es menor a 0 se trata de una reacción química espontánea en esas condiciones. Si no fuera así, no quiere decir que esta reacción no va a suceder nunca, sino que no lo va a hacer en esas condiciones, pero, si se varía alguna propiedad del sistema como su Temperatura entonces podría llegar a ser espontánea en esas nuevas condiciones.

Físicamente se dice que la Energía libre de Gibbs (G) es el máximo trabajo útil que puede realizar el sistema.

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